(57)【要約】【課題】単位面積当りの静電容量が１．７×１０−６（Ｆ／ｍ２）以上である静電容量の大きい像担持体１を用いる場合に生じる画像不良「白抜け」を防ぎ、高精細な画像を得ることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】式１を満たすことを特徴とする画像形成装置。【数１】2007114757.tif 000016  Ｑ／Ｍ：像担持体上のトナー像の単位重量あたりの電荷量、Ｖｃｏｎｔ：像担持体上のトナー像の最高濃度部に対する、像担持体の表面電位と現像バイアスの直流成分との電位差、Ｍ／Ｓ：像担持体上のトナー像の最高濃度部の単位面積あたりのトナー重量、Ｌｔ：像担持体上のトナー像の最高濃度部におけるトナー層の厚さ、Ｌｄ：感光層の厚さ、εｔ：トナー層の比誘電率、εｄ：感光層の比誘電率、ε０：真空の誘電率【選択図】図１
2007114757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光層を備え、前記感光層は、単位面積当りの静電容量が１．７×１０−６（Ｆ／ｍ２）以上である像担持体と、
現像バイアス電圧が印加され、トナーとキャリアとを備える現像剤を担持する現像剤担持体を備え、前記像担持体に形成された静電像を前記現像剤で現像して前記像担持体にトナー像を形成する現像装置と、
を有する画像形成装置において、
前記像担持体上の前記トナー像の単位重量あたりの電荷量をＱ／Ｍ（Ｃ／ｇ）、
前記像担持体上の前記トナー像の最高濃度部に対する、前記像担持体の表面電位と前記現像バイアスの直流成分との電位差をＶｃｏｎｔ（Ｖ）、
前記像担持体上の前記トナー像の最高濃度部の単位面積あたりのトナー重量をＭ／Ｓ（ｇ／ｍ２）、
前記像担持体上の前記トナー像の最高濃度部におけるトナー層の厚さをＬｔ（ｍ）、
前記感光層の厚さをＬｄ（ｍ）、
前記トナー層の比誘電率をεｔ、
前記感光層の比誘電率をεｄ、
真空の誘電率をε０（Ｆ／ｍ）、
とすると、以下の式１を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【数１】
2007114757.tif 000015
【請求項２】
前記像担持体は非晶質シリコンを含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記像担持体上の前記トナー像の最高濃度部の単位面積当りのトナー重量は、０．５ｍｇ／ｃｍ２以上０．８ｍｇ／ｃｍ２以下であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記電位差Ｖｃｏｎｔは、１５０Ｖ≦Ｖｃｏｎｔ≦２５０Ｖを満たすことを特徴とする請求項１又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
トナーの重量平均粒径は、７μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
感光層を備え、前記感光層は、単位面積当りの静電容量が１．７×１０−６（Ｆ／ｍ２）以上である像担持体と、
現像バイアス電圧が印加され、トナーとキャリアとを備える現像剤を担持する現像剤担持体を備え、前記像担持体に形成された静電像を前記現像剤で現像して前記像担持体にトナー像を形成する現像装置と、
を有する画像形成装置において、
前記像担持体上の前記トナー像の最高濃度部に対する、前記像担持体の表面電位と前記現像バイアスの直流成分との電位差をＶｃｏｎｔ（Ｖ）、
前記像担持体上の前記トナー像の最高濃度部に対する、現像前の前記像担持体の表面電位をＶｌ（Ｖ）、
前記像担持体上の前記トナー像の最高濃度部に対する、現像後の前記トナー像の表面電位をＶｓ（Ｖ）、
とすると、
｜Ｖｌ−Ｖｓ｜≧Ｖｃｏｎｔ×０．９５
を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上に形成された静電像をトナーにより可視化して画像を得る複写機・プリンターなどの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
特に、像担持体の感光層として、単位面積当りの静電容量が１．７×１０−６（Ｆ／ｍ２）以上の高静電容量のものを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
電子写真画像形成装置において、像担持体である感光体としては、一般に有機感光体が汎用されている。図５は有機感光体の一例の層構成模型図である。この有機感光体は、金属基体１１の上に、有機材料から成る電荷発生層１２、電荷輸送層１３、表面保護層１４、を順次に積層したものである。
【０００４】
ここで、感光体の感光層は、金属基体１１を除いた、電荷発生層１２と電荷輸送層１３と表面保護層１４とを備える。また、金属基体１１の上に下地層を設けた場合であっても、感光層とは、電荷発生層１２と電荷輸送層１３と表面保護層１４のことであり、つまり金属基体１１と下地層（不図示）を除いたもののことである。なお、表面保護層１４を有さない感光体の場合には、感光層は電荷発生層１２と電荷輸送層１３である。
【０００５】
ところで、電子写真画像形成装置は、複写機・プリンターのデジタル化、フルカラー化、高速化が進むにつれ、複写機・プリンターの軽印刷市場への参入が非常に期待されている。
【０００６】
しかしながら印刷市場に参入するためには、高精細な静電潜像を形成のできる画像形成装置が必要不可欠であり、感光体内部で電荷発生機構を有する有機感光体では感光体表面に至るまでに電荷拡散が生じてしまい、高精細化には限界がある。
【０００７】
そこで電荷拡散を最小限に抑えて高精細化を実現する手法として、感光体表面近傍において電荷が発生する機構を有するアモルファスシリコン感光体を用いる手法も近年注目されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
アモルファスシリコン感光体は、基本的には、図６の層構成模型図のように、金属基体１１上に電荷阻止層１５、電荷発生層１６、電荷阻止層１７、表面層１８を順次積層したものである。
【０００９】
ここでアモルファスシリコン感光体の感光層とは、感光体から金属基体１１を除いたもの−つまり、電荷阻止層１５と電荷発生層１６と電荷阻止層１７と表面層１８のことである。
【００１０】
アモルファスシリコン感光体は、ａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣ、ａ−ＳｉＯ、ａ−ＳｉＯＮ等のアモルファスシリコン系材料から形成されたものであり、例えばグロー放電分解法、スパッタリング法、ＥＣＲ法、蒸着法などによって形成される。
【００１１】
高解像度の画像を得るためには、像担持体の感光層の単位面積当りの静電容量は高いことが望ましい。具体的には感光層の単位面積当りの静電容量が１．７×１０−６（Ｆ／ｍ２）以上の高静電容量のものであることが望ましい。
【００１２】
この点、アモルファスシリコン感光体（以下、ａ−Ｓｉ感光体と記す）は、有機感光体に比べて、誘電率が約３倍大きいために、同じ感光層の厚さ（感光体の厚さから支持体である金属基体の厚さを除いた総厚さ）の場合、感光層の単位面積当りの静電容量は約３倍大きくなる。
【００１３】
また、ドット再現性を向上するために、感光層の厚さを薄くして、電荷の拡散を抑える必要がある。ａ−Ｓｉ感光体において、許容されるドット再現性を実現するためには、感光層の厚さを５０μｍ以下、また、有機感光体において、ａ−Ｓｉ感光体と同等のドット再現性を実現するためには、感光層の厚さを１７μｍ以下にする必要があることがわかった。このとき、それぞれの像担持体の感光層における単位面積当りの静電容量を下限としている。以上の技術的理由により、上記の静電容量≧１．７×１０−６（Ｆ／ｍ２）を設定している。  
【００１４】
なお感光層の静電容量は、以下の方法で測定した値である。金属基体上に実際の感光層と同様の層構成を施した平板状感光板を用意する。この平板状感光板に感光板よりも小さい電極を接触させ、電極に直流電圧を印加する。その際に流れる電流をモニターし、得られた電流を時間積分することで感光層にたまった電荷量ｑを求める。このようなことを直流電圧の値を変えながら行い、電荷量ｑの変化量から感光板の静電容量Ｃを求めた。
【００１５】
本例では平板状感光板を用いて測定を行なったが、電極の形状を感光体と同じ曲率を有するよう工夫すれば、ドラム状の感光体でも測定可能である。
【特許文献１】特開２００４−２７９９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、高静電容量であるアモルファスシリコン感光体（以下、ａ−Ｓｉ感光体と記す）を用いた場合、非常に高精細な画像出力ができる一方、低静電容量である有機感光体を用いた場合では見られなかった画像不良「白抜け」が発生した。
【００１７】
「白抜け」とは、図７のように、感光体表面の進行方向（回転方向）に対して中間調部Ａと高濃度部Ｂが隣接した画像パターンを出力した際にその境界部Ｃの濃度が極端に薄くなる画像欠陥である。感光体表面の進行方向に関して、高濃度部Ｂが先で中間調部Ａが後の場合と、逆に、中間調部Ａが先で、高濃度部Ｂが後の場合の両方を含む。
【００１８】
この「白抜け」の発生理由について鋭意検討したところ、以下のようなメカニズムで発生していることがわかった。詳細を以下に説明する。
【００１９】
図８は、感光体上の静電潜像電位を表わした図である。本例においては、感光体−負帯電処理、イメージ露光、反転現像の組み合わせであり、未露光部がバックグランド部（非画像部）となる。Ｖｌは画像部の高濃度部Ｂの潜像電位、Ｖｈは画像部の中間調部Ａの潜像電位、Ｖｄは非画像部Ｄの潜像電位を表わしている。このような潜像電位に対して現像を行なうために、現像装置の現像剤担持体である現像スリーブに現像バイアス電圧を印加すると、トナーが現像スリーブから感光体の画像部に移行し、潜像が現像される。これは、現像バイアスの直流電圧成分Ｖｄｃと画像部電位Ｖｌとの電位差である現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ、現像バイアスの直流電圧成分Ｖｄｃと画像部電位Ｖｈとの電位差であるＶｃｏｎｔ−ｈ、をそれぞれトナー電荷によって埋めようとするためである。
【００２０】
しかしながら、中間調部Ａと高濃度部Ｂの境界域では現像コントラストＶｃｏｎｔとＶｃｏｎｔ−ｈとに差があるため、感光体表面近傍では、現像スリーブから感光体に向かう電界以外に、中間調部から高濃度部に向かう廻り込み電界が形成されている。図１０に感光体表面近傍における高濃度部と中間調部の境界域の電界ベクトルを示す。この廻り込み電界により、現像工程初期では、境界域近傍に存在するトナーや中間調部に存在するトナーは図１０に記した電界ベクトルに追従し、その殆どが高濃度部の潜像に移行する。
【００２１】
現像工程が進むにつれ、トナーの電荷が高濃度部の現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔを埋めていと、高濃度部のトナー最外層電位がＶｄｃに近づいていく。そのため、高濃度部Ｂと中間調部Ａの現像コントラストＶｃｏｎｔ、Ｖｃｏｎｔ−ｈの差が小さくなり、上記廻り込み電界が消滅する。その結果、現像スリーブから中間調部に移行したトナーが高濃度部側へ移行することがなくなり、最終的には中間調部・高濃度部ともに現像コントラスト電位がトナー電荷によって埋められて現像工程が終了する。
【００２２】
しかしながら、現像領域を通過し終わるまでに、図９のようにトナーの電荷が高濃度部の潜像電位に対して現像コントラスト電位を埋めきれない状態になった場合は、廻り込み電界が消滅しないまま現像領域を通過してしまう。そのため、中間調部の潜像電位には十分なトナーが移行されず、中間調部Ａと高濃度部Ｂの境界部Ｃに「白抜け」が発生するのである。なお、図９において、潜像電位に対して黒く塗られている部分がトナー最外層電位である。即ち、トナー最外層電位は、中間調部ＡにおいてＶｄｃであり、高濃度部ＢにおいてＶｓである。従って、高濃度部Ｂにおいて現像コントラストＶｃｏｎｔに対してトナーが現像されることによって埋められた電位差Ｖｓ−Ｖｌはかなり小さくなっている。
【００２３】
なお、このように現像コントラスト電位をトナー電荷で埋めきれない状態を「充電不良」と表現する。
【００２４】
次に「白抜け」が従来の有機感光体では発生せず、ａ−Ｓｉ感光体で発生する理由について説明する。
【００２５】
ａ−Ｓｉ感光体は、有機感光体と比べて比誘電率が３倍大きい（ａ−Ｓｉ感光体：約１０、有機感光体：約３．３）という材料特性を有しており、有機感光体と同等な感光層の厚さを有する場合は、有機感光体の３倍の静電容量をもつことになる。
【００２６】
その結果、ａ−Ｓｉ感光体において、現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ、Ｖｃｏｎｔ−ｈを満たすために必要なトナー電荷量は、有機感光体の約３倍必要となる。例えば、従来の有機感光体と同じ帯電量のトナーを用いて現像を行う場合には、感光体上には、有機感光体と比べて約３倍のトナー量が必要となる。
【００２７】
しかし、現像ニップ中に存在するトナーの量は限られているため、ａ−Ｓｉ感光体では、現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔを十分に満たすだけのトナー量を現像できないのが現状である。特に電位差の大きい高濃度部の現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔを埋めるためには、非常に多くの電荷量が必要である。しかし、現像ニップ中に存在する現像可能なトナー量は限られているため、ａ−Ｓｉ感光体においては現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔを埋めることが出来ないのである。
【００２８】
その結果、「充電不良」が発生し、「白抜け」という画像不良が生じるのである。
【００２９】
もっとも、有機感光体の場合でも、感光層の厚さを薄くした薄膜化を行なうことで高解像度の画像が得られる。有機感光体は電荷発生層で光誘起された電荷が拡散するため、解像度を高めるためには感光層の厚さを薄くする必要がある。そして、ａ−Ｓｉ感光体と同等な解像度を得るための有機感光体の感光層の厚さは前記のように１７μｍ以下であればよく、この感光層の厚さを静電容量に換算すると下限値１．７×１０−６（Ｆ／ｍ２）となる。したがって、有機感光体の場合でも、薄膜化して静電容量を１．７×１０−６（Ｆ／ｍ２）以上の高静電容量にしたものは、ａ−Ｓｉ感光体と同等に「充電不良」が発生し、「白抜け」という画像不良が生じる問題がある。
【００３０】
本発明の目的は、画像の白抜けを抑制した画像形成装置を提供することである。
【００３１】
本発明の他の目的は、高濃度部と中間調部との境界の画像不良を抑制した画像形成装置を提供することである。
【００３２】
本発明の他の目的は、現像により、潜像電位に対してトナー電荷による充電不良を改善できる画像形成装置を提供することである。
【００３３】
本発明の他の目的は、高精細な画像形成を行なうことができる画像形成装置を提供することである。
【００３４】
本発明の他の目的は、感光層として、単位面積当りの静電容量が１．７×１０−６（Ｆ／ｍ２）以上の高静電容量のものを用いた画像形成装置を提供することである。
【００３５】
本発明の更なる目的及び特徴とするところは、添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことにより一層明らかになるだろう。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、感光層を備え、前記感光層は、単位面積当りの静電容量が１．７×１０−６（Ｆ／ｍ２）以上である像担持体と、現像バイアス電圧が印加され、トナーとキャリアとを備える現像剤を担持する現像剤担持体を備え、前記像担持体に形成された静電像を前記現像剤で現像して前記像担持体にトナー像を形成する現像装置と、を有する画像形成装置において、前記像担持体上の前記トナー像の単位重量あたりの電荷量をＱ／Ｍ（Ｃ／ｇ）、前記像担持体上の前記トナー像の最高濃度部に対する、前記像担持体の表面電位と前記現像バイアスの直流成分との電位差をＶｃｏｎｔ（Ｖ）、前記像担持体上の前記トナー像の最高濃度部の単位面積あたりのトナー重量をＭ／Ｓ（ｇ／ｍ２）、前記像担持体上の前記トナー像の最高濃度部におけるトナー層の厚さをＬｔ（ｍ）、前記感光層の厚さをＬｄ（ｍ）、前記トナー層の比誘電率をεｔ、前記感光層の比誘電率をεｄ、真空の誘電率をε０（Ｆ／ｍ）、とすると、以下の式１を満たすことを特徴とする。
【００３７】
【数２】
2007114757.tif 000003
【００３８】
また、上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の他の代表的な構成は、感光層を備え、前記感光層は、単位面積当りの静電容量が１．７×１０−６（Ｆ／ｍ２）以上である像担持体と、現像バイアス電圧が印加され、トナーとキャリアとを備える現像剤を担持する現像剤担持体を備え、前記像担持体に形成された静電像を前記現像剤で現像して前記像担持体にトナー像を形成する現像装置と、を有する画像形成装置において、前記像担持体上の前記トナー像の最高濃度部に対する、前記像担持体の表面電位と前記現像バイアスの直流成分との電位差をＶｃｏｎｔ（Ｖ）、前記像担持体上の前記トナー像の最高濃度部に対する、現像前の前記像担持体の表面電位をＶｌ（Ｖ）、前記像担持体上の前記トナー像の最高濃度部に対する、現像後の前記トナー像の表面電位をＶｓ（Ｖ）、とすると、｜Ｖｌ−Ｖｓ｜≧Ｖｃｏｎｔ×０．９５を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３９】
上記の装置構成によれば、画像の白抜け、高濃度部と中間調部との境界の画像不良を抑制することができる。また、現像により、潜像電位に対してトナー電荷による充電不良を改善できる。高精細な画像形成を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【実施例１】
【００４１】
（１）画像形成装置例の概略構成説明
図１は本実施例における画像形成装置の概略構成模型図である。本例の画像形成装置は、像担持体としてアモルファスシリコン感光体（ａ−Ｓｉ感光体）を用いた、負帯電極性の感光体、イメージ露光方式、反転現像方式の電子写真レーザープリンタであり、１２００ｄｐｉの解像度を有する。
【００４２】
１はドラム型のａ−Ｓｉ感光体であり、図６に示すように、アルミニウム基体１１の上に電荷阻止層１５、電荷発生層１６、電荷阻止層１７、表面層１８から成る感光層を形成したものである。
【００４３】
感光層の厚さＬｄは４０μｍ（＝４０×１０−６ｍ）であり、感光層の単位面積当りの静電容量は２．２×１０−６（Ｆ／ｍ２）である。
【００４４】
感光体１は矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動され、その表面が帯電器２により−５００Ｖに一様に帯電される。
【００４５】
次いで、その帯電処理面に対して露光器３により光像露光Ｌがなされて、感光体面に静電潜像が形成される。本例において露光器３はレーザースキャナである。このスキャナはパーソナルコンピュータ等の不図示のホスト装置から画像形成装置に入力する画像信号に対応して変調されたレーザー光を出力して感光体１の帯電面を走査露光Ｌする。これにより、露光された感光体面の明部の電位が減衰して、露光されない暗部電位と露光された明部電位との電位コントラストにより感光体面に画像信号に対応した画像パターンの静電潜像が形成される。本例においては、明部電位である最高濃度部の潜像電位Ｖｌは−１５０Ｖである。最高濃度部は、現像バイアスの直流成分と静電潜像の画像部電位（明部電位）との電位差が最大の部分であり、ベタ画像部分のことである。
【００４６】
次いで、その静電潜像が現像装置４によりトナー像として反転現像される。本例において現像装置４は２成分現像方式の現像装置である。トナー（粒径７μｍ）とキャリア（粒径３５μｍ）から成る二成分現像剤が、回転可能な現像剤担持体である。現像スリーブ４ａに担持され、この現像スリーブ４ａとその内部に固定配置されたマグネットローラ４ｂによって、感光体１との対向部近傍へ搬送される。現像スリーブ４ａには−３５０Ｖの直流成分Ｖｄｃに交流成分が重畳された現像バイアス電圧が印加されており、感光体１上の潜像電位と現像スリーブ４ａ間の電位差によりトナーが画像部へと移動し、静電潜像がトナー像として可視化される。
【００４７】
そして、そのトナー像が、感光体１と転写帯電器５との対向である転写部において、不図示の給紙機構部から所定の制御タイミングで転写部に搬送された記録材Ｐに対して順次に静電転写される。
【００４８】
転写部を通過した記録材Ｐは、感光体１面から分離されて定着器６へ導入され、そこで未定着トナー像の熱圧定着を受けて、プリントとして装置外に排出される。
【００４９】
また、記録材分離後の感光体１は、クリーナ７によって転写残トナー等の残留付着物の除去を受け、さらに前露光ランプ８による全面露光を受けて電気的に初期化され、繰り返して作像に供される。
【００５０】
（２）白抜け防止
（２−１）その１
上記の画像形成装置において、「白抜け」の発生具合を調べた。すなわち、最高濃度部の感光体上のトナーの単位面積あたりの重量Ｍ／Ｓ＝０．５〜０．８ｍｇ／ｃｍ２（＝５〜８ｇ／ｍ２）に対し、感光体上のトナーの単位重さあたりの電荷量Ｑ／Ｍを変化させ、中間調部と最高濃度部が隣接した画像の出力を行った際の「白抜け」の発生具合を調べた。
【００５１】
Ｍ／Ｓを０．５〜０．８ｍｇ／ｃｍ２としたのは、最高濃度部においても十分な画像濃度を確保することができる量だからである。
【００５２】
またＱ／ＭとＭ／Ｓの調整は、トナーに添加する外添剤種とその添加量、キャリア表面に塗布するコート剤種とその添加量、トナー／キャリア比率の調整、現像スリーブ上現像剤量の調整によって行った。
【００５３】
なお、Ｑ／ＭとＭ／Ｓの値については、感光体上のトナーを下記測定法で測定することによって得た値である。
【００５４】
感光体上のトナーを容易に測定できるよう、画像形成動作において感光体上にトナーが現像されたタイミングで画像形成装置の電源を切る。図１５に示すような、軸径の異なる金属筒を同軸になるように配置した内外２重筒と、内筒内に更にトナーを取り入れるためのフィルターを備えたファラデーゲージを用いて、感光体上のトナーをエア吸引する。ファラデーゲージは内筒と外筒が絶縁されており、フィルター内にトナーが取り込まれるとトナーの電荷量Ｑによる静電誘導が生じる。この誘起された電荷量Ｑをクーロンメーター（ＫＥＩＴＨＬＥＹ  ６１６  ＤＩＧＩＴＡＬ  ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＴＥＲ）により測定し、内筒内のトナー重量Ｍで割ることにより、Ｑ／Ｍ（μＣ／ｇ）を求めた。また、感光体上の吸引した面積Ｓを測定し、その値でトナー重量Ｍを割ることにより、Ｍ／Ｓ（ｍｇ／ｃｍ２）を求めた。
【００５５】
また、最高濃度部に対して、現像バイアス電圧の直流成分Ｖｄｃと感光体の明部電位Ｖｌとの電位差である現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔは２００Ｖであり、中間調部に対して、現像バイアス電圧の直流成分Ｖｄｃと感光体の中間調部電位Ｖｈとの電位差である現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ−ｈは１００Ｖである。
【００５６】
上述したように、現像コントラスト電位は、現像位置における感光体上の画像部電位Ｖｌ（又はＶｈ）と、現像スリーブに印加されている現像バイアスの直流電圧成分Ｖｄｃとの電位差である。
【００５７】
現像位置における感光体上の画像部電位は、現像器が設置される位置に表面電位計を配置して画像形成動作中の感光体の表面電位を測定し、この表面電位と現像バイアスの直流電圧成分Ｖｄｃとの差分を取ることで求めた。
【００５８】
検討結果を図２に示す。図中の○は「白抜け」が未発生であることを表わしており、×は「白抜け」が発生したことを表わしている。また、本実施例の画像形成装置は反転現像方式であり、負帯電性のトナーを用いているため、図２の縦軸は感光体上トナーの単位重さあたりの電荷量Ｑ／Ｍの絶対値で表示している。図２からわかるように
・Ｍ／Ｓ＝０．５  ｍｇ／ｃｍ２（＝５ｇ／ｍ２）の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧６０μＣ／ｇ（＝６０×１０−６Ｃ／ｇ）
・Ｍ／Ｓ＝０．５５ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧５３μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．６  ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧４７μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．６５ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧４３μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．７  ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧３９μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．７５ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧３５μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．８  ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧３２μＣ／ｇ
の場合に「白抜け」が発生しないことがわかった。
【００５９】
また、各条件における不等式である式１の右辺値を示したのが図２中の点線であり、代表的なＭ／Ｓにおける値を表１に記す。
【００６０】
【表１】
2007114757.tif 000004
【００６１】
ここで式１は以下で定義される。
【００６２】
【数３】
2007114757.tif 000005
【００６３】
ただし、感光体上のトナー像の単位重量あたりの電荷量をＱ／Ｍ（Ｃ／ｇ）、感光体上のトナー像の最高濃度部に対する、感光体の表面電位と現像バイアスの直流成分との電位差をＶｃｏｎｔ（Ｖ）、感光体上のトナー像の最高濃度部の単位面積あたりのトナー重量をＭ／Ｓ（ｇ／ｍ２）、感光上のトナー像の最高濃度部におけるトナー層の厚さをＬｔ（ｍ）、感光層の厚さをＬｄ（ｍ）、トナー層の比誘電率をεｔ、感光層の比誘電率をεｄ、真空の誘電率をε０（Ｆ／ｍ）とする。
【００６４】
また、表１で示した単位は、式１で説明した単位と合っていないが、式１においては左辺と右辺のディメンジョンが合っており、表１の単位は式１の単位に変換しなければならない。例えば、表１のＭ／Ｓ＝０．５ｍｇ／ｃｍ２は式１に代入するときには、Ｍ／Ｓ＝５ｇ／ｍ２としなければならず、このときの表１に示す式１の右辺は６０．０μＣ／ｇは６０．０×１０−６Ｃ／ｇにしなければならない。もちろんＱ／Ｍについても単位は（Ｃ／ｇ）に変換されなければならない。また、上述と同様に、図２で示したＱ／Ｍ、Ｍ／Ｓの単位についても、式１に当てはめるときには、単位をそれぞれ（Ｃ／ｇ）、（ｇ／ｍ２）に変換しなければならない。
【００６５】
上述したように、像担持体上に現像されたトナーの単位重さ当りの電荷量Ｑ／Ｍの絶対値を（式１）の右辺以上にする。これにより、像担持体上に現像されたトナーによって形成される電位が、最も電荷量が必要である最高濃度部の現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔに対して、９５％以上とすることができる。即ち、図９において、｜Ｖｌ−Ｖｓ｜／Ｖｃｏｎｔ×１００≧９５％ということである。Ｖｓは、明部電位がトナーにより現像された後の像担持体上のトナー層の表面電位であり、現像位置もしくは現像位置近傍で測定した値である。（式１）の導出法については後で述べる。
【００６６】
９５％以上にすることにより、中間調／最高濃度部の境界近傍の電位差によって生じる「廻り込み電界」が無視できる程度に小さくなり、境界近傍でのトナー移動を抑制することができる。その結果、中間調部と最高濃度部の境界部の「白抜け」を解決できる。
【００６７】
また、像担持体上における最高濃度部の単位面積あたりのトナー重量Ｍ／Ｓを０．５ｍｇ／ｃｍ２以上０．８ｍｇ／ｃｍ２以下とすることにより、最高濃度部においても十分な画像濃度を確保することができる。
【００６８】
また、最高濃度部に対する最大現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔを１５０Ｖ以上２５０Ｖ以下にすることにより、十分な階調性を得るためのγを確保することができ、中間調をきちんと表現できる高精細な画像出力を行うことが出来る。
【００６９】
さらにトナーの平均粒径を７μｍ以下とすることにより、レーザースポット径を小径化して高解像化を図った場合でも、孤立潜像をきれいに形成することができ、ドット再現性の高い高精細な画像出力を行うことが出来る。
【００７０】
＜（式１）の導出法＞
像担持体上に現像されたトナーが形成する電位ΔＶ（以下、充電電位という）は、ポアソン方程式を解くことにより、（式２）で表わされる。このΔＶは図９の｜Ｖｌ−Ｖｓ｜、即ち、像担持体上におけるトナー像の最高濃度部における、現像前の像担持体の表面電位Ｖｌと、像担持体上におけるトナー像の最高濃度部における、現像後のトナー像の表面電位Ｖｓと、の電位差である。
【００７１】
右辺の第一項はトナー自体の電荷によって作り出される電位であり、第二項はトナー電荷と像担持体基層との間に作り出される電位を表わしている。
【００７２】
【数４】
2007114757.tif 000006
【００７３】
中間調／高濃度部の境界近傍において廻り込み電界によって生じる充電不良を改善するためには、最も充電しにくい最高濃度部の充電電位ΔＶの絶対値を、最高濃度部の現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔと略同等とする必要がある。
【００７４】
略同等とする理由は、感光体上に存在するトナーには感光体との付着力も働くため、廻り込み電界によるトナーの移動を抑制するために必要な条件は、最高濃度部の充電電位ΔＶの絶対値が最高濃度部の現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔの９５％以上であること、つまり
【００７５】
【数５】
2007114757.tif 000007
【００７６】
言い換えると、
｜Ｖｌ−Ｖｓ｜≧Ｖｃｏｎｔ×０．９５
であることが本発明者らの鋭意検討によりわかった。
【００７７】
従って、（式３）に（式２）を代入し、像担持体上における単位重量あたりのトナー電荷量Ｑ／Ｍについて整理することにより、（式１）を導出した。
【００７８】
図２において白抜け発生状況と点線を比較すると、点線上の値より絶対値の大きいＱ／Ｍでは「白抜け」が発生しないことがわかった。図２の点線が式１のうちの等号に相当する。従って、図２の点線より上の範囲が式１の範囲に相当する。
【００７９】
なお、（式１）の右辺を計算するに当って用いた各パラメータの値は以下の通りである。真空の誘電率以外の値については実測値である。
【００８０】
・真空の誘電率：ε０＝８．８５４×１０−１２（Ｆ／ｍ）
・感光層の比誘電率εｄ：１０
・感光体上のトナー像の最高濃度部におけるトナー層の比誘電率εｔ：２．５
・感光体上のトナー像の最高濃度部におけるトナー層の厚さＬｔ：
８．０４μｍ（Ｍ／Ｓ＝０．５  ｍｇ／ｃｍ２）
８．７２μｍ（Ｍ／Ｓ＝０．５５ｍｇ／ｃｍ２）
９．３９μｍ（Ｍ／Ｓ＝０．６  ｍｇ／ｃｍ２）
１０．０７μｍ（Ｍ／Ｓ＝０．６５ｍｇ／ｃｍ２）
１０．７４μｍ（Ｍ／Ｓ＝０．７  ｍｇ／ｃｍ２）
１１．４２μｍ（Ｍ／Ｓ＝０．７５ｍｇ／ｃｍ２）
１２．０９μｍ（Ｍ／Ｓ＝０．８  ｍｇ／ｃｍ２）
上記トナー層の厚さの単位（μｍ）についても式１に代入するときには単位（ｍ）に換算しなければならない。即ち、トナー層の厚さ８．０４μｍの場合に式１に代入するときには８．０４×１０−６ｍとしなければならない。
【００８１】
本実施例に使用した各パラメータの測定方法について説明する。
【００８２】
＜感光層の厚さＬｄ＞
金属基体上に実際の感光層と同様の層構成を施した平板状感光板を用意する。膜厚計で感光層を施す前後の厚みを測定し、その差分を算出することにより、感光層の膜厚Ｌｄを求めた。
【００８３】
＜感光層の比誘電率εｄ＞
金属基体上に実際の感光層と同様の層構成を施した平板状感光板を用意する。この平板状感光板に感光板よりも小さい電極を接触させ、電極に直流電圧を印加する。その際に流れる電流をモニターし、得られた電流を時間積分することで感光層にたまった電荷量ｑを求める。このようなことを直流電圧の値を変えながら行い、電荷量ｑの変化量から感光板の静電容量Ｃを求める。測定した静電容量Ｃと、電極面積Ｓと、上記方法で求めた感光体膜厚Ｌｄを用いて、Ｃ＝εＳ／Ｌｄから感光体の誘電率εを求める。求めた感光体の誘電率を真空の誘電率ε０で除算することより、感光体の比誘電率εｄを求めた。
【００８４】
本例では平板状感光板を用いて測定を行なったが、電極の形状を感光体と同じ曲率を有するよう工夫すれば、ドラム状の感光体でも測定可能である。
【００８５】
＜トナー層の厚さＬｔ＞
３次元形状測定レーザ顕微鏡（キーエンス製ＶＫ−９５００）を用いて、感光体上のトナー層がある部位と無い部位の高さを測定し、その差分を算出することによりトナー層厚Ｌｔを求めた。
【００８６】
＜トナー層の比誘電率εｔ＞
図１６の装置において、スイッチＯＮ／ＯＦＦ時の電位変化波形を測定し、その波形からトナーの誘電率εｔを求めた。以下に詳細を説明する。
【００８７】
図１６の装置は、平滑な２枚の電極間にトナーを約３０ｍｍ程度の厚さで均等につけて挟み、下部電極をアースに、上部電極はスイッチと抵抗Ｒ（３０ＭΩ）を経由して高圧電源に接続したものである。上部電極電位を記録できるよう、上部電極近傍に表面電位計とオシロスコープを配置した。
【００８８】
該装置においてスイッチをＯＮにすることにより上部電極電位に数百Ｖ印加し、上部電極電位の立上がり曲線を測定した。
【００８９】
トナー層の誘電率εは電荷輸送方程式より（式ａ）で表わせるので、上部電極電位の立上がり曲線からトナー層の誘電率εを求めた。Ｌはトナー層高さ、Ｓは電極面積、Ｒは電源―スイッチ間抵抗、Ｖｉは電源電圧、ＶＴは上部電極電位、τはトナー層の緩和時間である。
【００９０】
【数６】
2007114757.tif 000008
【００９１】
なお、電圧ＶＴにおける微分係数は、事前に測定しておいた上部電極電位の立下がり曲線（スイッチがＯＮ状態からＯＦＦ状態とした時に測定される上部電極電位の時間推移）から求めた。
【００９２】
またトナー層の緩和時間は（式ｂ）によって算出できるので、上部電極電位の立下がり曲線から得られた微分係数を用いて電圧ＶＴにおけるトナー層の緩和時間τを求めた。
【００９３】
【数７】
2007114757.tif 000009
【００９４】
このようにして得られたトナー層の誘電率εを、真空の誘電率ε０で除算し、トナー層の比誘電率εｔを求めた。
【００９５】
（２−２）その２
さらに最高濃度部に対する現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔを次のような条件とした場合の「白抜け」の発生具合を調べた。すなわち、最高濃度部の感光体上トナーの単位面積あたりの重量Ｍ／Ｓ＝０．５〜０．８ｍｇ／ｃｍ２に対し、感光体上トナーの単位重さあたりの電荷量Ｑ／Ｍを変化させ、中間調部と最高濃度部が隣接した画像の出力を行った際の「白抜け」の発生具合を調べた。
【００９６】
なお、最高濃度部に対する現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ以外は、（２−１）と同様の条件である。
【００９７】
・最高濃度部に対する現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ：１５０Ｖ、２５０Ｖ
最高濃度部に対する最大現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔを１５０Ｖ〜２５０Ｖとしたのは、印刷に対応し得る階調性を得るためのγを確保するのに好適だからである。
【００９８】
Ｖｃｏｎｔ＝１５０Ｖの検討結果を図１１に、Ｖｃｏｎｔ＝２５０Ｖの検討結果を図１２に示す。図中の○は「白抜け」が未発生であることを表わしており、×は「白抜け」が発生したことを表わしている。また、本実施例の画像形成装置は反転現像方式であり、負帯電性のトナーを用いているため、図１１、図１２の縦軸は感光体上トナーの単位重さあたりの電荷量Ｑ／Ｍの絶対値で表示している。
【００９９】
図１１からわかるようにＶｃｏｎｔ＝１５０Ｖの時は
・Ｍ／Ｓ＝０．５  ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧４５μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．５５ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧３９μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．６  ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧３５μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．６５ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧３２μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．７  ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧２９μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．７５ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧２６μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．８  ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧２４μＣ／ｇ
の場合に「白抜け」が発生しないことがわかった。
【０１００】
また、各Ｖｃｏｎｔ＝１５０Ｖにおける（式１）の右辺値を示したのが図１１中の点線であり、代表的なＭ／Ｓにおける値を表２に記す。表２で示した単位は、式１で説明した単位と合っていないが、式１においては左辺と右辺のディメンジョンが合っており、表２の単位は式１の単位に変換しなければならない。例えば、表２のＭ／Ｓ＝０．５ｍｇ／ｃｍ２は式１に代入するときには、Ｍ／Ｓ＝５ｍｇ／ｍ２としなければならず、このときの表２に示す式１の右辺４５．０μＣ／ｇは４５．０×１０−６Ｃ／ｇとしなければならない。
【０１０１】
【表２】
2007114757.tif 000010
【０１０２】
図１１において白抜け発生状況と点線を比較すると、点線上の値より絶対値の大きいＱ／Ｍでは「白抜け」が発生しないことがわかった。
【０１０３】
次にＶｃｏｎｔ＝２５０Ｖについて説明する。
【０１０４】
図１２からわかるようにＶｃｏｎｔ＝２５０Ｖの時は
・Ｍ／Ｓ＝０．５  ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧７５μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．５５ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧６６μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．６  ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧５９μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．６５ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧５３μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．７  ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧４８μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．７５ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧４４μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．８  ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧４１μＣ／ｇ
の場合に「白抜け」が発生しないことがわかった。
【０１０５】
また、各Ｖｃｏｎｔ＝２５０Ｖにおける（式１）の右辺値を示したのが図１２中の点線であり、代表的なＭ／Ｓにおける値を表３に記す。表３の単位についても実際の式１に代入するときには、式１の単位を変更しなければならない。
【０１０６】
【表３】
2007114757.tif 000011
【０１０７】
図１２において白抜け発生状況と点線を比較すると、点線上の値より絶対値の大きいＱ／Ｍでは「白抜け」が発生しないことがわかった。
【０１０８】
なお、（式１）の右辺を計算するに当って用いた各パラメータの値は、Ｖｃｏｎｔ以外は（２−１）と同様である。
【０１０９】
（２−３）その３
さらにＶｃｏｎｔ＝１５０Ｖで感光層の厚さを次のような条件とした場合の「白抜け」の発生具合を調べた。すなわち、最高濃度部の感光体上トナーの単位面積あたりの重量Ｍ／Ｓ＝０．５〜０．８ｍｇ／ｃｍ２に対し、感光体上トナーの単位重さあたりの電荷量Ｑ／Ｍを変化させ、中間調部と最高濃度部が隣接した画像の出力を行った際の「白抜け」の発生具合を調べた。感光層の厚さとＶｃｏｎｔ以外は（２−１）と同様の条件で行なった。
【０１１０】
・感光層の厚さＬｄ：１５μｍ、２０μｍ、３０μｍ、５２μｍ
検討結果の代表例として、感光層の厚さ５２μｍの結果を図１３に、感光層の厚さ１５μｍの結果を図１４に示す。図中の○は「白抜け」が未発生であることを表わしており、×は「白抜け」が発生したことを表わしている。また、図１３、図１４の縦軸は感光体上トナーの単位重さあたりの電荷量Ｑ／Ｍの絶対値で表示している。感光層の厚さについても式１に代入するときには、単位を（μｍ）から（ｍ）に変換するのはもちろんである。図１３、図１４の点線は式１の等式を示す。
【０１１１】
図１３からわかるように感光層の厚さ５２μｍの時は
・Ｍ／Ｓ＝０．５  ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧３７μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．５５ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧３３μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．６  ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧２９μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．６５ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧２６μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．７  ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧２４μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．７５ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧２２μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．８  ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧２０μＣ／ｇ
の場合に「白抜け」が発生しないことがわかった。
【０１１２】
また、感光層の厚さ５２μｍにおける（式１）の右辺値を示したのが図１３中の点線であり、代表的なＭ／Ｓにおける値を表４に記す。
【０１１３】
【表４】
2007114757.tif 000012
【０１１４】
図１３において白抜け発生状況と点線を比較すると、点線上の値より絶対値の大きいＱ／Ｍでは「白抜け」が発生しないことがわかった。
【０１１５】
次に感光層の厚さ１５μｍの場合について説明する。
【０１１６】
図１４からわかるように感光体膜厚１５μｍの時は
・Ｍ／Ｓ＝０．５  ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧８０μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．５５ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧７０μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．６  ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧６２μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．６５ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧５５μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．７  ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧４９μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．７５ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧４４μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．８  ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧４０μＣ／ｇ
の場合に「白抜け」が発生しないことがわかった。
【０１１７】
また、感光体膜厚１５μｍにおける（式１）の右辺値を示したのが図１４中の点線であり、代表的なＭ／Ｓにおける値を表５に記す。
【０１１８】
【表５】
2007114757.tif 000013
【０１１９】
図１４において白抜け発生状況と点線を比較すると、点線上の値より絶対値の大きいＱ／Ｍでは「白抜け」が発生しないことがわかった。
【０１２０】
（式１）の右辺を計算するに当って用いた各パラメータの値は、感光体の膜厚とＶｃｏｎｔ以外は（２−１）と同様である。
【０１２１】
なお、感光層の厚さが２０μｍ、３０μｍの場合も、Ｑ／Ｍの絶対値が（式１）右辺値より大きい場合には「白抜け」が発生しないことがわかった。
【０１２２】
以上、感光体上における単位重量あたりのトナー電荷量Ｑ／Ｍの絶対値を（式１）の右辺以上とすることにより、静電容量の大きいアモルファスシリコン感光体を用いた場合でも、充電不良を改善して「白抜け」を防ぎ、高精細な画像を得ることができた。
【実施例２】
【０１２３】
本実施例では、実施例１の構成に加えてトナー粒径を小さくした事例を説明する。
【０１２４】
トナー粒径を小さくする背景は、印刷市場を凌駕する高精細な画像出力を電子写真でおこなうためにレーザースポット径を小径にし高解像度化を図る手法がある。しかし、高解像度の静電潜像をより正確に現像工程で可視化するためにはトナー粒径が小さい必要があるからである。
【０１２５】
そこで、本実施例では一例として、解像度２４００ｄｐｉを有する画像形成装置について説明する。
【０１２６】
本実施例では、２４００ｄｐｉの解像度を得るために発光波長約４２０ｎｍのブルーレーザーを搭載した露光器３を使用した。
【０１２７】
２４００ｄｐｉのスポット径は約１０．６μｍであり、ドット状の静電潜像を現像工程でより正確に可視化する再現するために、スポット径の約１／３である粒径３．５μｍのトナーを用いた。
【０１２８】
なお、トナー粒径をスポット径の１／３としたのは、ドット状の潜像を再現するためには図３に示したようにレーザースポット径ａに対し六角形状に配置することが好ましく、そのために必要なトナー粒径ｂが（ａ／３）程度であるからである。
【０１２９】
画像形成装置の画像形成動作は実施例１と同様であるため、詳細な説明は割愛する。
【０１３０】
実施例１と同様に「白抜け」の発生具合を調べた。すなわち、最高濃度部の感光体上トナーの単位面積あたりの重量Ｍ／Ｓ＝０．５〜０．８ｍｇ／ｃｍ２に対し、感光体上トナーの単位重さあたりの電荷量Ｑ／Ｍを変化させ、中間調部と最高濃度部が隣接した画像の出力を行った際の「白抜け」の発生具合を調べた。
【０１３１】
最高濃度部に対する現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔは２００Ｖであり、中間調部に対する現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔ−ｈは１００Ｖである。
【０１３２】
なお、Ｑ／ＭとＭ／Ｓの調整は、トナー外添剤の種類、添加量、及びトナー／キャリア比率の調整によって行った。
【０１３３】
検討結果を図４に示す。図中の○は「白抜け」が未発生であることを表わしており、×は「白抜け」が発生したことを表わしている。また本実施例の画像形成装置は負帯電性のトナーを使っているため、縦軸は感光体上トナーの単位重さあたりの電荷量Ｑ／Ｍの絶対値で表示している。図４に示したように
・Ｍ／Ｓ＝０．５  ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧６１μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．５５ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧５４μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．６  ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧４８μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．６５ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧４３μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．７  ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧３９μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．７５ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧３６μＣ／ｇ
・Ｍ／Ｓ＝０．８  ｍｇ／ｃｍ２の場合・・・｜Ｑ／Ｍ｜≧３３μＣ／ｇ
の場合に「白抜け」が発生しないことがわかった。
【０１３４】
また、各条件における（式１）の右辺値を示したのが図４中の点線であり、代表的なＭ／Ｓにおける値を表６に記す。
【０１３５】
【表６】
2007114757.tif 000014
【０１３６】
図４において白抜け発生状況と点線を比較すると、点線上の値より絶対値の大きいＱ／Ｍでは「白抜け」が発生しないことがわかった。
【０１３７】
なお（式１）右辺を計算するに当って用いた各数値は以下の通りであり、真空の誘電率以外の値については実測値である。
【０１３８】
・真空の誘電率：ε０＝８．８５４×１０−１２（Ｆ／ｍ）
・感光体上の比誘電率εｄ：１０
・トナー層の比誘電率εｔ：２．５
・感光体上におけるトナー層厚Ｌｔ：
７．４  μｍ（Ｍ／Ｓ＝０．５  ｍｇ／ｃｍ２）
８．０７μｍ（Ｍ／Ｓ＝０．５５ｍｇ／ｃｍ２）
８．７５μｍ（Ｍ／Ｓ＝０．６  ｍｇ／ｃｍ２）
９．４２μｍ（Ｍ／Ｓ＝０．６５ｍｇ／ｃｍ２）
１０．１０μｍ（Ｍ／Ｓ＝０．７  ｍｇ／ｃｍ２）
１０．７７μｍ（Ｍ／Ｓ＝０．７５ｍｇ／ｃｍ２）
１１．４５μｍ（Ｍ／Ｓ＝０．８  ｍｇ／ｃｍ２）
さらに、最高濃度部の現像コントラスト電位Ｖｃｏｎｔを１５０Ｖ、２５０Ｖの条件で検討を行なったところ、Ｑ／Ｍの絶対値が（式１）右辺値より大きい場合には「白抜け」が発生しないことがわかった。
【０１３９】
さらに、感光体膜厚Ｌｄを１５μｍ、２０μｍ、３０μｍ、５２μｍの条件で検討を行なったところ、Ｑ／Ｍの絶対値が（式１）右辺値より大きい場合には「白抜け」が発生しないことがわかった。
【０１４０】
さらに、種々の解像度に対応できるよう下記のトナー粒径条件において検討をおこなったところ、Ｑ／Ｍの絶対値が（式１）右辺値より大きい場合には「白抜け」が発生しないことがわかった。
【０１４１】
・トナー粒径：５μｍ、３μｍ、１．８μｍ
本発明におけるトナー粒径は、以下の測定法で得られた重量平均粒径である。界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルホン塩酸）を数ｍｌ加えた電界水溶液１００〜１５０ｍｌ（例えば約１％ＮａＣｌ水溶液）を作成し、トナー２〜２０ｍｇを加え、超音波分散器で数分分散処理を行なう。この溶液をコールターカウンター（コールター社製ＴＡ−ＩＩ）を用いて測定することにより、重量平均粒径を求めた。
【０１４２】
以上、静電容量の大きいアモルファスシリコン感光体を用いるのに加え、トナー粒径を小さくした場合でも、像担持体上における単位重量あたりのトナー電荷量Ｑ／Ｍの絶対値を（式１）の右辺以上とする。これにより、充電不良を改善して「白抜け」を防ぎ、高精細な画像を得ることができた。
【０１４３】
なお、実施例１と２においては像担持体としてアモルファスシリコン感光体を用いたものである。しかし、本発明は、アモルファスシリコン感光体に限られず、単位面積当りの静電容量が１．７×１０−６（Ｆ／ｍ２）以上である、静電容量の大きい像担持体を用いた画像形成装置に有効である。すなわち、そのような像担持体上における単位重量あたりのトナー電荷量Ｑ／Ｍの絶対値を（式１）の右辺以上とすることにより、充電不良を改善して「白抜け」を防ぎ、高精細な画像を得ることができる。
【０１４４】
前述したように、有機感光体の場合でも、薄膜化して静電容量を１．７×１０−６（Ｆ／ｍ２）以上の高静電容量にしたものについても、同様に、充電不良を改善して「白抜け」を防ぎ、高精細な画像を得ることができる。
【０１４５】
なお、実施例１と２においては、トナー層の比誘電率がεｔ＝２．５であるカラートナーを用いたものである。しかし、本発明は、この値に限られたものではない。トナー層の比誘電率が比較的高いカーボンを含む黒色トナーにおいても、像担持体上における単位重量あたりのトナー電荷量Ｑ／Ｍの絶対値を（式１）の右辺以上とすることにより、充電不良を改善して「白抜け」を防ぎ、高精細な画像を得ることができる。
【０１４６】
なお、既に述べたとおり、実施例や図面に記載されているＱ／Ｍ、Ｍ／Ｓ、Ｌｔ、Ｌｄの単位について、式１で示したものと単位が異なる場合、式１に代入するときには単位を式１のものに変更しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】実施例１における画像形成装置の概略構成模型図
【図２】実施例１（２−１）の検討結果を表わした図
【図３】実施例２におけるレーザースポット径に対するトナー粒径の説明図
【図４】実施例２の検討結果を表わした図
【図５】有機感光体の層構成模式図
【図６】アモルファスシリコン感光体の層構成模式図
【図７】白抜け現象の説明図
【図８】像担持体上の潜像電位を表わした図
【図９】現像終了後の像担持体上の潜像電位を表わした図
【図１０】廻り込み電界の説明図
【図１１】実施例１（２−２）の検討結果を表わした図
【図１２】実施例１（２−２）の検討結果を表わした図
【図１３】実施例１（２−３）の検討結果を表わした図
【図１４】実施例１（２−３）の検討結果を表わした図
【図１５】Ｑ／ＭとＭ／Ｓを求めるために使用したファラデーゲージの略図
【図１６】トナーの誘電率εｔを求めるために使用した装置の略図
【符号の説明】
【０１４８】
１・・像担持体（アモルファスシリコン感光体）、２・・帯電器、３・・露光器、４現
像装置、５・・転写帯電器、６・・定着器、７・・クリーナー、８・・前露光ランプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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